一種基于dac曲線的超聲波c掃描成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于超聲波無損檢測領(lǐng)域，涉及一種基于DAC曲線的超聲波C掃描成像方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲波C掃描成像方法是以工件檢測時(shí)超聲探測范圍內(nèi)與聲束傳播方向垂直的 斷面回波信息進(jìn)行調(diào)制成像，該方法能夠使缺陷的位置和尺寸直觀地顯示出來，進(jìn)而可對(duì) 缺陷進(jìn)行定性和定量分析。但是傳統(tǒng)的C掃描成像方法，如中國專利申請(qǐng)?zhí)?01410305302. X中提出一種環(huán)形鍛件自動(dòng)超聲波C掃描檢測系統(tǒng)，直接將采集到的回波信息以灰度的形 式連續(xù)顯示出來，未對(duì)缺陷與探頭之間對(duì)回波強(qiáng)度的影響進(jìn)行考慮，且缺陷檢測結(jié)果需對(duì)C 掃描圖像進(jìn)行分析與處理，才能獲得缺陷的面積并判定工件是否合格，實(shí)際操作起來復(fù)雜， 對(duì)人員圖像方面知識(shí)要求較高。
[0003] 目前缺陷面積判定時(shí)主要采用的方法為閾值法，如無損檢測2014年第二期公開 的釬焊超聲C掃描圖像缺陷面積計(jì)算方法，對(duì)缺陷結(jié)果進(jìn)行評(píng)定時(shí)，運(yùn)用了多種不同閾值 選取方法分割圖形計(jì)算缺陷面積，其存在缺陷當(dāng)量需要經(jīng)過像素與實(shí)際尺寸轉(zhuǎn)換，顯示不 直觀等問題，實(shí)際檢測效率不高，不便于現(xiàn)場應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于DAC曲線的超聲波C掃描成像方法，以補(bǔ)償材料 衰減、近場效果等因素對(duì)回波強(qiáng)度的影響，解決超聲C掃描圖像形成后圖像處理過程復(fù)雜、 當(dāng)量尺寸顯示不直觀的技術(shù)問題。。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于DAC曲線的超聲波C掃描成像方法， 具體步驟如下：
[0006] 步驟1、選取與被檢工件材料相同的試塊，且所述試塊具有3個(gè)以上同孔徑、不同 深度的缺陷。
[0007] 步驟2、確定DAC曲線模式及曲線擬合方法，采集不同深度缺陷的回波波幅、聲程 數(shù)據(jù)，根據(jù)上述選擇的DAC曲線模式及曲線擬合方法將不同深度缺陷的回波波幅、聲程數(shù) 據(jù)進(jìn)行擬合，完成DAC曲線。
[0008] 步驟3、用帶有掃查裝置的超聲探傷系統(tǒng)對(duì)被檢工件進(jìn)行掃查，將超聲探傷系統(tǒng)所 獲取到的超聲回波信號(hào)與DAC曲線相應(yīng)聲程處的高度做比較，對(duì)C掃描像素值進(jìn)行設(shè)定，再 結(jié)合掃查裝置所處位置，生成C掃描圖像。
[0009] 所述步驟3中的C掃描像素值設(shè)定方法為：根據(jù)檢測到的超聲回波信號(hào)聲程和波 幅信息，與所擬合DAC曲線相應(yīng)聲程處的高度進(jìn)行比較，確定回波所在的DAC曲線區(qū)間，得 出兩者dB差值，根據(jù)回波所在的DAC曲線區(qū)間的像素值或兩者dB差值進(jìn)行像素值調(diào)制。 [0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于：（1)本發(fā)明利用了 DAC曲線，可以補(bǔ)償 材料衰減、近場效果、表面粗糙等因素對(duì)回波強(qiáng)度的影響。
[0011] ⑵本發(fā)明根據(jù)回波信息與所制作DAC曲線的比較結(jié)果確定C掃描圖像相應(yīng)位置 的像素值，可不用進(jìn)行像素尺寸轉(zhuǎn)換，直觀的顯示出缺陷的當(dāng)量范圍，便于現(xiàn)場檢測，提高 了工件檢測時(shí)的效率。
[0012] (3)本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中不需要繁瑣的后續(xù)圖像處理，不要求檢測人員具備圖像 處理基礎(chǔ)，在工業(yè)及國防生產(chǎn)中的鍛件無損檢測方面都有積極的作用和廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明一種基于DAC曲線的超聲波C掃描成像方法的方法流程圖。
[0014] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例一中利用Cubic Hermite插值法所生成的自定義模式DAC 曲線示意圖。
[0015] 圖3是本發(fā)明的實(shí)施例一中圖2所示的DAC曲線擬合系數(shù)圖表。
[0016] 圖4是本發(fā)明的實(shí)施例一中的像素顏色值確定流程圖。
[0017] 圖5是本發(fā)明的實(shí)施例一所形成的超聲波C掃描圖像，其中（a)為對(duì)比用的常規(guī) C掃描檢測圖，（b)為本方法所獲得的C掃描圖像。
[0018] 圖6是本發(fā)明的實(shí)施例二中利用樣條插值法所生成的ASME模式DAC曲線示意圖。
[0019] 圖7是本發(fā)明的實(shí)施例二圖6所示的DAC曲線擬合系數(shù)圖表。
[0020] 圖8是本發(fā)明的實(shí)施例二所形成的超聲波C掃描圖像，其中（a)為對(duì)比用的常規(guī) C掃描檢測圖，（b)為本方法所獲得的C掃描圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022] 結(jié)合圖1，一種基于DAC曲線的超聲波C掃描成像方法，具體步驟如下：
[0023] 步驟1、選取與被檢工件材料相同的試塊，且所述試塊具有3個(gè)以上同孔徑、不同 深度的缺陷。
[0024] 步驟2、確定DAC曲線模式及曲線擬合方法，采集不同深度缺陷的回波波幅、聲程 數(shù)據(jù)，根據(jù)上述選擇的DAC曲線模式及曲線擬合方法將不同深度缺陷的回波波幅、聲程數(shù) 據(jù)進(jìn)行擬合，完成DAC曲線。
[0025] 步驟3、用帶有掃查裝置的超聲探傷系統(tǒng)對(duì)被檢工件進(jìn)行掃查，將超聲探傷系統(tǒng)所 獲取到的超聲回波信號(hào)與DAC曲線相應(yīng)聲程處的高度做比較，對(duì)C掃描像素值進(jìn)行設(shè)定，再 結(jié)合掃查裝置所處位置，生成C掃描圖像。
[0026] 所述步驟3中的C掃描像素值設(shè)定方法為：根據(jù)檢測到的超聲回波信號(hào)聲程和波 幅信息，與所擬合DAC曲線相應(yīng)聲程處的高度進(jìn)行比較，確定回波所在的DAC曲線區(qū)間，得 出兩者dB差值，根據(jù)回波所在的DAC曲線區(qū)間的像素值或兩者dB差值進(jìn)行像素值調(diào)制。
[0027] 實(shí)施例一
[0028] 一種基于DAC曲線的超聲波C掃描成像方法，具體步驟如下：
[0029] 步驟1、選取與被檢工件材料相同的試塊，且試塊具有3個(gè)以上同孔徑、不同深度 的缺陷：
[0030] 被檢工件的材料為鋁合金為例，首先選取鋁合金材料的試塊，試塊平底孔的當(dāng)量 為I. 2mm，且平底孔為規(guī)則反射體，平底孔具有8個(gè)不同深度，分別2. 5mm、7. 5mm、30mm、 50mm、70mm、90mm、110mm、120mm〇
[0031] 步驟2、確定DAC曲線模式及曲線擬合方法，采集不同深度缺陷的回波波幅、聲程 數(shù)據(jù)，根據(jù)上述選擇的DAC曲線模式及曲線擬合方法將波幅、聲程數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，完成DAC 曲線：
[0032] DAC曲線具有多種類型，即ASME、ASME-III、JIS、20-80定量規(guī)范模式以及自定義 模式，本例選取自定義模式，即選用評(píng)定線dB值為-15,該處當(dāng)量為0. 5mm，定量線dB值為 0,該處當(dāng)量值為I. 2mm，判廢線dB值為+9,該處當(dāng)量為I. 5mm，采用Hermite插值法對(duì)曲線 進(jìn)行擬合，DAC曲線最終擬合結(jié)果如圖2所示，自上而下分別是判廢線、定量線、評(píng)定線。曲 線擬合完成后，以擬合系數(shù)的方式對(duì)曲線進(jìn)行保存，其擬合系數(shù)如圖3所示，其格式為：
[0033] DAC所取點(diǎn)數(shù)為N，系數(shù)數(shù)組將包含N-I行Hermite插值多項(xiàng)式系數(shù)